Моделирование размерных цепей

Размерные цепи отражают объективные размерные связи в конструкции машины, в технологических процессах изготовления ее деталей и сборки при измерении.

Эти связи возникают из принципа инверсии и основываются на существовании преемственности между тремя последовательными процессами: изготовления, контроля, эксплуатации.

Свойства и закономерности размерных цепей отражаются системой понятий и аналитическими зависимостями, позволяющими моделировать их и обеспечивать экономически оптимальную прочность по стадиям жизненного цикла.

Основные положения, термины и определения

Размерной цепью называется совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур.

С помощью размерных цепей можно решить конструкторские, технологические, измерительные и прочие задачи. Расчет размерных цепей позволяет обоснованно назначить допуски на взаимосвязанные размеры деталей и сборочных единиц; облегчает правильную постановку размеров на чертежах, согласованную с порядком обработки деталей и сборки механизма. Размерные цепи применяют для определения операционных допусков, для выбора измерительных баз пересчета конструкторских баз на технологические. Один из размеров, образующих размерную цепь, называется звеном размерной цепи. Оно обозначается прописной буквой русского или строчной буквой греческого алфавита с индексом.

Рис. Размерные цепи (виды размерных цепей)

На схемах размерных цепей звенья условно обозначаются:

• Линейные размеры – двусторонней стрелкой (1);

• Параллельность – односторонней стрелкой с направлением острия к базе (2);

• Перпендикулярность – односторонней стрелкой с направлением острия к базе (3).

Звено размерной цепи (Р.Ц.) – один из размеров, образующих Р.Ц. (например, высота оси электродвигателя С₂ на рис.).

Один и тот же механизм, даже одна деталь, могут иметь несколько размерных цепей. Например, размерные цепи, определяющие зазор между полумуфтами и соосность валов привода Р.Ц., обозначают прописными буквами русского алфавита А, Б, В, Г и т.д., звенья, образующие размерную цепь, обозначают буквой с порядковыми номерами А₁, А₂, А₃…Б₁, Б₂ и т.д.

Стандартизация точности шпоночных и шлицевых соединений

Для соединений деталей машин с валами, когда к точности центрирования соединяемых деталей не предъявляют повышенных требований, применяют шпоночные соединения с призматическими, сегментными, тангенциальными и клиновыми шпонками.

Просты и удобны при сборке и разборке и экономичны, но не могут передавать большие крутящие моменты вследствие смятия и среза, ослабления сечения валов и втулок с пазами и образования концентратов напряжений. Поэтому их заменяют шлицевыми соединениями.

В любом шпоночном соединении имеется две разные посадки:

- посадка шпонки в паз вала

- посадка шпонки в паз втулки, что предопределяет применение системы вала.

В системе вала посадочным размером является ширина шпонки (в), по которой предусмотрено три вида соединения: свободное, нормальное, плотное (см. таблицу()мальное, плотноешштрено три вида соединения: т применение системы вала.

разования концентратов напряжений. поэтому становку р).

Схема расположения этих полей для ширины соединения в=10 мм показана на рис. 1, из которой видно, что в свободном соединении предусмотрены посадки шпонки в паз втулки с большим зазором, а в паз вала с нулевым гарантированным зазором.

Соединения шпонок с пазами по ширине в, поля допусков ИСО.

Соединение	Шпонка	Пазы
		Вала	втулки
Свободные	h9	H9	D9
Нормальные		N9	Is9
Плотные		Р9	Р9

			Паз втулки	+98 +40
			Паз вала Н9	+36				+18
									Паз втулки Is9
В=10мм			Шпонки h9	-10			Шпонка h9	-18		-15			Шпонка h9					-15
					Паз вала N9						Паз вала Р9				Паз втулки Р9
		-36					-36					-36
				-46
										-51							-51

Свободное нормальное плотное

Рис.1. Расположение полей допусков трех видов шпоночных соединений.

Посадки нормального и плотного соединений относятся к группе переходных. Все три вида могут быть использованы в случае применения призматических шпонок, причем свободное соединение допускает взаимное перемещение деталей в осевом направлении по пазу втулки, что требуется в сцепных муфтах, тормозных устройствах.

Соединения сегментными шпонками могут выполняться только нормальными и плотными.

Соединения с клиновыми и тангенциальными шпонками являются напряженными с уклоном 1:100 на шпонке и дне паза втулки.

Тангенциальные односкосные шпонки устанавливают парами.

Предельные отклонения угла уклона клиновых шпонок симметричны и установлены по десятой степени точности углов

Поля допусков на остальные (не посадочные) размеры установлены следующие: на высоту шпонки h11 (при высоте 6 мм h9), на длину шпонки h14 (диаметр сегментной шпонки h12), на глубину паза вала и втулки нижнее отклонение 0, верхнее отклонение +0,1…+0,3 мм (в зависимости от значения глубины).